Оксид Висмута

Оксид Висмута (Bi2O3) - неорганическое соединение металла висмута и кислорода (рис. 1). Внешне представляют собой желтовато-белые кристаллы. В природе Висмут встречается в металлическом виде и в составе различных руд, где присутствуют другие элементы.

 

рис. 1 - Оксид висмута (из открытых источников)

 

Висмут обладает удивительными свойствами. В отличие от большинства металлов он хрупкий и растирается в порошок, однако при особой обработке из него можно изготовить тонкую проволоку. При затвердевании Висмут расширяется, в то время как большинство металлов уменьшаются в объеме. При увеличении давления температура плавления Висмута уменьшается.

 

Висмут в металлургии

Применение Висмута в металлургии довольно широкое. Висмут используют в основном для изготовления легкоплавких сплавов, а также «автоматных сталей», особенно нержавеющих.

Небольшое содержание Висмута облегчает обработку сталей на токарных и фрезерных станках, оставляя склонность к коррозии неизменной. В сплавы на основе алюминия и железа также добавляют Висмут, что способствует улучшению пластических свойств металлов и упрощает их дальнейшую обработку.

Стоит отметить, что некоторые сплавы с содержанием Висмута обладают уникальными магнитными свойствами. Например, из висмутового сплава с марганцем производят сильные постоянные магниты, а из висмутового сплава с сурьмой производят быстродействующие усилители и выключатели.

Многие висмутовые сплавы при низкой температуре обладают способностью сверхпроводимости. Висмутовые сплавы имеют способность плавиться при температурах ниже, чем точка плавления отдельно входящих в их состав элементов.

Легкоплавкие сплавы на висмутовой основе используют в производстве автоматических огнетушителей. Когда внешняя температура достигает 70°С, пробка из этого металла плавится и огнетушитель срабатывает автоматически.

 

Висмут в фармацевтике

Фармацевтическая промышленность является одной из основных отраслей потребления Висмута. Еще более века назад некоторые соединения Висмута использовали в качестве подсушивающих и дезинфицирующих средств. Их применяли для лечения воспалений и сифилиса. Некоторые соли Висмута до сих пор используют при лечении воспалительных процессов в кишечнике и избавлении от других недугов. Недавно был подтвержден тот факт, что соли Висмута являются чуть ли не единственным средством, способным уничтожить бактерии, вызывающие язвенную болезнь.

Субгаллат висмута наносят на кожу и слизистые оболочки, в результате чего образуются  уплотнения коллоидов внеклеточной жидкости и образуется защитная пленка. Она снижает болевые ощущения, препятствует развитию отека и защищает окончания чувствительных нервов от раздражения.

При дерматите, язвах кожи и других заболеваниях используют Субнитрат висмута в виде мазей и присыпок. При применении препарата внутрь соли висмута образуют на поверхности слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта защитную пленку. Она опять же  способствует уменьшению воспалительного процесса, заживлению язв.

Так, средства на основе Висмута используют при лечении желудочно-кишечных заболеваниях, он входит в состав многих антисептических и заживляющих средств.

 

Висмут в ядерной энергетике

В ядерной энергетике Висмут используют благодаря его особым термическим свойствам. Он плавится  и кипит при низкой температуре по сравнению с другими металлами. Широкий интервал температур пребывания Висмута в жидком состоянии позволяет отнести его к лучшим ядерным теплоносителям. В жидком состоянии Висмут химически стойкий, обладает пожарной безопасностью и способностью рассеивать тепловые нейтроны. Отмечается его перспективное использование в реакторах с ураном, растворенным в расплавленном висмуте.

Малое сечение захвата висмутом тепловых нейтронов и значительная способность к растворению урана в купе со значительной температурой кипения позволяет использовать висмут в гомогенных атомных реакторах. В сплавах висмута производят токарную, фрезерную обработку и сверление урана, вольфрама и его сплавов, и других материалов невероятно трудно поддающихся обработке резанием.

Эксперты отмечают, что Висмут в ближайшем будущем может быть использован в качестве ядерного топлива в виде эвтектического сплава со свинцом. Повышенный интерес к Висмуту в ядерной технологии связан как с расширением потенциальных ресурсов энергии для человечества, так и с повышенной безопасностью электроядерных установок.

Опасен ли Висмут для здоровья?

Вредность Висмута при производстве металлов, фармацевтических средств, косметики и других продуктов не зафиксирована. Учитывая то, что Висмут не вызывает пагубного действия на здоровье человека при работе с ним, его относят к наименее токсичным тяжелым металлам, которые используются в производстве.

Общее воздействие Висмута проявляется у живых организмов в почках и печени. Органические производные вызывают изменения в почечных канальцах и могут приводить к серьезным нефрозам.

Нерастворимые минеральные соли, принимаемые перорально в течение длительных периодов времени в высоких дозах могут вызывать болезнь головного мозга, которая выражается в психических, мышечных и других расстройствах. Они происходят из-за накопления висмута в нервных центрах.

В исследованиях на животных, ингаляция нерастворимых соединений вызывала обычную реакцию легких на инертную пыль. Долговременное воздействие теллурида висмута может у разных видов вызывать умеренную обратимую грануломатозную реакцию легких.

Некоторые соединения висмута разлагаются с образованием опасных веществ. Пентафторид висмута разлагается при нагревании и выделяет высокотоксичные испарения.

 

Интересные факты о Висмуте

• Первые упоминания о Висмуте датируются XV веком.
• Долгое время Висмут считали разновидностью других металлов. Его принимали за олово или сурьму. Только в XVIII века Висмут стали относить к самостоятельным элементам.
• По сравнению с другими металлами Висмут редкий и довольно рассеянный элемент. По статистическим данным он занимает 83 место в рейтинге распространенности. Запасы Висмута гораздо скуднее, чем серебра, индия, кадмия и других металлов.
• Основными странами-производителями Висмута являются Австралия, США, Боливия, Перу и Мексика. Также сырьевыми источниками Висмута являются месторождения Японии и Канады.
• В России месторождения Висмута стали разрабатывать только в годы первой мировой войны, когда возросла потребность в лечебных и антисептических средствах. До этого препараты импортировались из Европы.
• Висмут в твердом состоянии имеет плотность меньше, чем в жидком состоянии. Редкие вещества на Земле обладают такими свойствами.
• При затвердевании Висмут значительно расширяется в объеме. В производстве это свойство особенно ценно, когда есть необходимость получить точные и сложные по форме литые изделия.
• Висмут преимущественно используется для производства легкоплавких сплавов.
• Чистый металл используется в энергетических ядерных реакторах в качестве теплоносителя.

Висмут применяют во многих областях производства. Помимо вышеперечисленного висмут используют в производстве стекла, эмали, фарфора. Соли висмута применяются при изготовлении красок для дорожных знаков. В производстве косметики также используют соединения Висмута.

 

Более подробную информацию можно найти на нашем сайте в разделе «Каталог продукции».